Youtuber baut Arduino-Roboter Turtle Bot in siebenfacher Größe

Der Bastler und Youtuber UncleStem hat den oft nachgebauten „Turtle Bot“ auf Basis eines Arduino-Uno-Boards in siebenfacher Größe aufgebaut. Der Roboter weicht mittels Distanzerkennung über Ultraschallsensoren selbstständig Hindernissen aus. Das Funktionsprinzip des Roboters hat der Youtuber bei seiner übergroßen Version beibehalten. Einzelne Komponenten wie etwa Motoren, Motortreiber und Servos wurden durch leistungsstärkere Versionen ersetzt und mit Dummy-Gehäusen aus dem 3D-Drucker verkleidet, um die Illusion eines überdimensionierten Arduino-Roboters zu erzeugen.

Herkömmlicherweise ist der Turtle Bot etwa 140 × 140 mm groß. Die einzelnen Komponenten des Roboters wie Motoren mit angeflanschtem Getriebe, die Motortreiber, die Ultraschallsensoren, Räder und nicht zuletzt das Arduino-Mikrocontrollerboard bestimmen dessen Größe.

UncleStem hat die Motoren siebenmal größer nachgebaut, sodass sie vom Aussehen her den kleineren Versionen entsprechen. Im Inneren des Motorgehäuses mit Getriebe werkelt ein Elektromotor, wie er in Kinderfahrzeugen zum Einsatz kommt. Die passenden Gehäuse hat UncleStem nach dem Vorbild designt und mit einem 3D-Drucker ausgedruckt. Der Bastler hat dabei versucht, möglichst viele Funktionen mit in die größeren Versionen zu übernehmen, wie etwa die nachempfundenen Anschlusspole der Motoren.

Kleine Komponenten im großen Gehäuse

Die in Turtle Bots oft verwendete Motoransteuerung in Form des L298N-Boards bildete UncleStem ebenfalls in siebenfacher Vergrößerung nach und druckte sie aus. In das Dummy-Board baute er eine leistungsfähigere 300-Watt-Variante zur Ansteuerung der beiden Antriebsmotoren ein. Um den originalen Look zu erhalten, baute der Bastler auch noch die typischen Schraubklemmen für die Kontaktanschlüsse sowie die Stecker- und Buchsenleisten für Steckverbindungen nach. Ein etwas leistungsfähigerer Spannungsregler, um die allgemein verwendete 24 Volt Betriebsspannung auf 5 Volt für den Arduino zu bringen, packte UncleStem ebenfalls in ein nachempfundenes Spannungsreglergehäuse. Den Rest des Motortreiber-Boards baute er aus Dummy-Elementen auf.

Das Projekt benötigt außerdem ein übergroßes Servo, um die Ultraschallsensoren für den Umgebungsscan ausrichten zu können. Dazu verwendete der Youtuber ein Servo mit 15 kg Stellkraft aus dem Modellbau und steckte es in ein größeres 3D-gedrucktes Servogehäuse. Den Ultraschallsensor behielt UncleStem wie beim Original bei. Er baute lediglich eine größere Dummy-Version des Boards nach. Die Verkabelung mit dem vergrößerten Arduino-Uno-Board, in dem tatsächlich aber ein Arduino Nano arbeitet, das der Bastler bereits in einem anderen Projekt erstellt hatte, vergrößerte er ebenfalls auf das Siebenfache.

Das Chassis für den Roboter ließ er von einer spezialisierten Firma aus Acryl-Kunststoff exakt so zuschneiden wie das originale Chassis. Darauf installierte UncleStem dann die zuvor erstellten Oversize-Komponenten und montierte die Räder von einem Kinderfahrzeug und als Stützrad eine Möbelrolle.

Auf den Arduino Nano übertrug der Bastler den Turtle-Bot-Code und probierte den Roboter in der Wohnung und außerhalb des Gebäudes aus. Die fertige Oversize- Version des Turtle Bot umfasst eine Fläche von etwa 1 × 1 m. Der Roboter funktioniert weitgehend wie die normalgroße Version des Turtle Bot. Er scannt seine Umgebung mit den Ultraschallsensoren auf freie Flächen und fährt dann in Richtung des freien Raums. Versperrt eine Wand oder ein anderes Hindernis den Weg, dann wird der Scan wiederholt, in dem der Sensor gedreht wird. Allerdings hat der Sensor aufgrund der größeren Ausmaße des Roboters bei gleicher Größe der Ultraschallsensoren mit blinden Spots in der Umgebungserkennung zu kämpfen. Mehr Sensoren und eine verbesserte Ansteuerung könnten die Navigationsleistung erhöhen. UncleStem sucht hier noch an einer praktikablen Lösung.

(olb)